【2017年整理】水动力学基础

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1、第三章 水动力学基础3-1 某管道如图示，已知过水断面上流速分布为 ， 为管轴201rumaxmaxu线处的最大流速， 为圆管半径，u是距管轴线r点处的流速。试求断面平均流速V 。03-2 有一倾斜放置的渐粗管如图示，A A与BB两个过水断面形心点的高差为1.0m。A A 断面管径 ， 形心点压强 。BB断面管径mdA152568KNpA.,形心点压强 ，断面平均流速 ，试求： 管中mdB3028KNpB smV1水流的方向；两断面之间的能量损失； 通过管道的流量。题3-1图 题3-2 图3-3 图示为一管路突然缩小的流段。由测压管测得 11 断面压强水头 ,已mp01.知1 1、2 2 过水

2、断面面积分别为 ， ，形心点位置高度2103mA.20., ，管中通过流量Q=20 L/s，两断面间水头损失 。试mZ5.0. gVhw230.求2 2断面的压强水头及测压管水头，并标注在图上。3-4 图示一矩形断面平底渠道。宽度 B=2.7m，河床在某处抬高 ，若抬mZ30.高前的水深H=2.0m ，抬高后水面跌落 ，不计水头损失，求渠道中通过的流量mZ20.Q。3-5 水轮机的锥形尾水管如图示。已知 AA断面的直径 ，断面平均流dA60速 。出口BB断面的直径 ，由A到B的水头损失 。 smVA5dB90gVhAw2.试求当 时，AA断面的直空度。Z3-6 某虹吸管从水池取水，如图所示。已

3、知虹吸管直径 ，出口在大气中。md150水池面积很大且水位保持不变，其余尺寸如图所示，不计能量损失。试求： 通过虹吸管的流量Q； 图中A、B、C 各点的动水压强； 如果考虑能量损失，定性分析流量Q 如何变化。3-7 水箱侧壁接一段水平管道，水由管道未端流入大气。在喉管处接一段铅垂向下的细管，下端插入另一个敞口的盛水容器中，如图所示。水箱面积很大，水位H保持不变，喉管直径为 ，管道直径为 ，若不计水头损失，问当管径之比 为何值时，容器中的2dd2d水将沿细管上升到h高度。3-8 测定水泵扬程的装置如图所示。已知水泵吸水管直径 ，水泵进口md201真空表读数为4m 水柱。压水管直径 ，水泵出口压力

4、表读数为 2at(工程大气md1502压1at=98000Pa)，11、2-2 两断面之间的位置高差 ，若不计水头损失,测得Z5.流量 ，水泵的效率 。试求水泵的扬程 及轴功率 。smQ306.8.PHPN3-9 某泵站的吸水管路如图所示，已知管径 ，流量 ，水头d10sLQ40损失（包括进口） ，若限制水泵进口前AA断面的真空值不超过7m水柱，试hw01.确定水泵的最大安装高程。3-10 图示为一水平安装的文丘里流量计。已知管道1 1断面压强水头 ，mp1.管径 ， 喉管22断面压强水头 ， 管径 , 水头损md501 mp402.d02失 。试求： 通过管道的流量 Q； 该文丘里流量计的流

5、量系数。gVhw32.3-11 图示一倾斜安装的文丘里流量计。管轴线与水平面的夹角为 ，已知管道直径，喉管直径 ，测得水银压差计的液面差 ，不计水md150md102 cmh20头损失。试求： 通过管道的流量Q； 若改变倾斜角度 值，当其它条件均不改变时，问流量Q是否变化，为什么 ?3-12 某管路系统与水箱连接，如图所示。管路由两段组成，其过水断面面积分别为， ，管道出口与水箱水面高差H=4m，出口水流流入大气。若2104mA.203.水箱容积很大，水位保持不变，当不计水头损失时，试求： 出口断面平均流速V2， 绘制管路系统的总水头线及测压管水头线， 说明是否存在真空区域。3-13 水箱中的

6、水体经扩散短管流入大气中，如图所示。若11 过水断面直径，形心点绝对压强 ，出口断面直径 ，不计md01 2139mKNp.md1502能量损失，求作用水头H。3-14 在矩形平底渠道中设平板闸门，如图所示。已知闸门与渠道同宽 ，闸mB3前水深H=4.5m ，当流量 时，闸孔下游收缩断面水深 ，不计渠底smQ37hc61.摩擦阻力。试求水流作用于闸门上的水平推力。3-15 水流经变直径弯管从A管流入B管，管轴线均位于同一水平面内，弯管转角，如图所示。已知A管直径 ，A A断面形心点相对压强45dA250，B管直径 ，流量 ，若不计水头损失，试210mKNpmB sQ31.求水流对弯管的作用力。

7、3-16 某压力输水管道的渐变段由镇墩固定，管道水平放置，管径由 md150渐缩到 ，如图所示。若11过水断面形心点相对压强 ，md02 2139KNp通过的流量 。不计水头损失，试确定镇墩所受的轴向推力。如果考虑水头损sQ38.失，其轴向推力是否改变?3-17 有一水平射流从喷嘴射出，冲击在相距很近的一块光滑平板上，平板与水平面的夹角为，如图所示。已知喷嘴出口流速V 1，射流流量 Q1，若不计能量损失和重力的作用，试求： 分流后的流量分配，即 和 各为多少； 射流对平板的冲击力。1233-18 如图所示为一四通分叉管，其管轴线均位于同一水平面内。水流从11 、3 3 断面流入，流量分别为Q

8、1和Q 3，形心点相对压强为p 1和p 3,水流从22断面流入大气中，其余尺寸如图所示，试确定水流对叉管的作用力。3-19 根据习题3-1的已知条件，求过水断面上的动能修正系数及动量修正系数值。3-20 水箱侧壁开有圆形薄壁孔口，如图所示。影响收缩断面平均流速 c的因素有：孔口水头H，孔口直径 d，液体密度，动力黏滞系数，重力加速度g 及表面张力系数。试用量纲分析推求流速v c的表达式。3-21 圆球在实际液体中做匀速直线运动。已知圆球所受的阻力F与液体的密度、动力黏滞系数、圆球与液体的相对速度、圆球的直径d有关，试用量纲分析法推求阻力F的表达式。3-22 文丘里管如图所示。已知影响喉管处流速 2的主要因素有：文丘里管进口前管道直径d 1，喉管直径 d2，液体密度 ，动力黏滞系数，过水断面1-1与2-2之间的压强差p。试用量纲分析法推求文丘里管的流量表达式。